高溫高壓導(dǎo)波雷達(dá)物位計(jì)
一、儀表概述：
高溫高壓導(dǎo)波雷達(dá)物位計(jì)采用連續(xù)式乍動(dòng)測(cè)量，能測(cè)量液體、固體（塊狀、粉狀）料位，具有測(cè)距遠(yuǎn)（35米）、精度高等特點(diǎn)。導(dǎo)波雷達(dá)物位計(jì)具有低維護(hù)，高性能、高精度、高可靠性，使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。在與電容，重錘等接觸式儀表相比較，具有無(wú)可比擬的優(yōu)越性。微波信號(hào)的傳輸不受大氣的影響，所以它可以滿(mǎn)足工藝過(guò)程中揮發(fā)性氣體、高溫、高壓、蒸汽、真空及高粉塵等惡劣環(huán)境的要求。
二、測(cè)量原理：
高溫高壓導(dǎo)波雷達(dá)物位計(jì)是基于時(shí)間行程原理的測(cè)量?jī)x表，發(fā)射能量很低的極短的微波脈沖通過(guò)天線(xiàn)系統(tǒng)發(fā)射并接收。雷達(dá)波以光速運(yùn)行。運(yùn)行時(shí)間可以通過(guò)電子部件轉(zhuǎn)換成物位信號(hào)。探頭發(fā)出高頻脈沖并沿纜式或桿式探頭傳導(dǎo)，當(dāng)脈沖遇到物料表面時(shí)反射回來(lái)被儀表 內(nèi)的接收器接收，并將距離信號(hào)轉(zhuǎn)化為物位信號(hào)。一種特殊的時(shí)間延伸方法可以確保極短時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定和精確的測(cè)量。即使工況情況比較復(fù)雜，存在虛假回波，用的微處理技術(shù)和調(diào)試軟件也可以準(zhǔn)確的分析出物位的回波。
1、輸入：
反射的脈沖信號(hào)沿纜式或桿式探頭傳導(dǎo)至儀表電子線(xiàn)路部分，微處理器對(duì)此信號(hào)進(jìn)行處理，識(shí)別 出微波脈沖在物料表面所產(chǎn)生的回波。正確的回波信號(hào)識(shí)別由智能軟件完成，距離物料表面的距離D與 脈沖的時(shí)間行程T成正比：D=C×T/2 其中C為光速因空罐的距離E已知，則物位L為：L=E-D；
2、輸出：
通過(guò)輸入空罐高度E（=零點(diǎn)），滿(mǎn)罐高度F（=滿(mǎn)量程）及一些應(yīng)用參數(shù)來(lái)設(shè)定，應(yīng)用參數(shù)將自動(dòng) 使儀表適應(yīng)測(cè)量環(huán)境。對(duì)應(yīng)于4…20mA輸出；
3、測(cè)量范圍：
F-測(cè)量范圍；E-空罐距離；B-頂部盲區(qū)；H-探頭到罐壁的zui小距離 頂部盲區(qū)是指物料zui高料面與測(cè)量參考點(diǎn)之間的zui小距離。 底部盲區(qū)是指纜繩zui底部附近無(wú)法精確測(cè)量的一段距離。 頂部盲區(qū)和底部盲區(qū)之間是有效測(cè)量距離；
4、注意：只有物料處于頂部盲區(qū)和底部盲區(qū)之間時(shí)，才能保證罐內(nèi)物 位的可靠測(cè)量。
三、應(yīng)用場(chǎng)合：
雷達(dá)適用于高溫（350℃）、高壓、真空、蒸汽、高粉塵及揮發(fā)性氣體等惡劣環(huán)境?？蓪?duì)不同料位進(jìn)行連續(xù)測(cè)量。該儀器主要技術(shù)指標(biāo)達(dá)到或優(yōu)于國(guó)內(nèi)外同類(lèi)產(chǎn)品,且安裝調(diào)試簡(jiǎn)便，可以單臺(tái)使用，也可組網(wǎng)使用，可**應(yīng)用于冶金、建材、能源、石化、水利、糧食等行業(yè)。
四、性能特點(diǎn)：
1、無(wú)盲區(qū)，高精度。
2、兩線(xiàn)制技術(shù)，是差壓儀表、磁致伸縮、射頻導(dǎo)納、磁翻板儀表的優(yōu)良替代產(chǎn)品。
3、不受壓力變化、溫度變化、惰性氣體、真空、煙塵、蒸汽等環(huán)境影響。
4、安裝簡(jiǎn)便，牢固耐用，免維護(hù)。
5、HART或PROFIBUS-PA通信協(xié)議及基金現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)協(xié)議，標(biāo)定簡(jiǎn)便、通過(guò)數(shù)字液晶顯示輕松實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定操作，通過(guò)軟件GDPF實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的組態(tài)設(shè)定和編程。
6、測(cè)量靈敏，刷新速度快。
7、適用于高溫工況，高達(dá)200℃過(guò)程溫度，當(dāng)采用高溫延長(zhǎng)天線(xiàn)時(shí)可達(dá)300℃。
五、技術(shù)指標(biāo)：
1、zui大量程： 纜：30m/棒：6m；
2、鋼纜/棒直徑：￠6mm/￠10mm；
3、過(guò)程溫度：-200～400℃；
4、過(guò)程壓力：真空～400bar；
5、工作頻率：100MHz-1.8GHz；
6、重復(fù)性：±3mm ；
7、分辨率：1mm；
8、采樣：回波采樣54次/s；
9、 響應(yīng)速度：>0.2S（根據(jù)具體使用情況而定）；
10、精度：<0.1%；
11、輸出電流信號(hào)：4-20mA ；
12、通訊接口：HART通訊協(xié)議；
13、過(guò)程連接：G1-1/2，G3/4法蘭:DN50，DN80，DN100，DN150；
14、電源：24VDC（±10%）
15、紋波電壓:1Vpp；
16、外殼防護(hù)等級(jí)：IP68；防爆等級(jí)：EXiaIICT6；
六、可以通過(guò)三種方式調(diào)試：
1、通過(guò)顯示調(diào)整模塊PM；
2、通過(guò)調(diào)試軟件SOFT；
3、通過(guò)HART手持編程器。
通過(guò)SOFT軟件調(diào)試：
無(wú)論那種信號(hào)輸出，4-20mA/HART，雷達(dá)傳感器都可以通過(guò)軟件進(jìn)行調(diào)試。采用SOFT軟件進(jìn)行儀表調(diào)試，需要一個(gè)儀表CONNECTCAT驅(qū)動(dòng)器。
使用軟件調(diào)試的時(shí)候，給雷達(dá)儀表加電24VDC，同時(shí)在連接HART適配器前端加一個(gè)250歐姆的電阻。如果一體式HART電阻（內(nèi)部電阻250歐姆）的供電儀表，就不需要附加外部電阻，HART適配器可以和4…20mA線(xiàn)并聯(lián)。
七、安裝指導(dǎo)：
下述安裝指導(dǎo)適用于桿式和纜式探頭，管式探頭測(cè)量與安裝方式無(wú)關(guān)。
安裝位置：
1、距離罐壁的距離建議為罐直徑的1/6－1/4（至少300mm，混凝土罐至少400mm）；
2、不要安裝在金屬罐中間；
3、不要裝在下料口處；
4、選擇探頭長(zhǎng)度時(shí)，注意探頭底部距罐底約大于30mm；
5、注意介質(zhì)溫度。
罐內(nèi)障礙物：
1、安裝時(shí)注意探頭距離障礙至少200mm。
干擾的祛除：
1、干擾回波抑制：軟件可實(shí)現(xiàn)對(duì)干擾回波的抑制，從而達(dá)到理想測(cè)量效果；
2、旁通管及導(dǎo)波管（僅適用于液體）對(duì)于粘度不打于500cst，可采用旁通管，導(dǎo)波管或管式來(lái)避免干擾。
液體標(biāo)準(zhǔn)安裝：
對(duì)于粘度≤500cst且不易產(chǎn)生粘附的介質(zhì)，管式探頭是理想方案，其特點(diǎn)如下：
的可靠性；
1、可用于介電常數(shù)大于等于1.4的任何介質(zhì)，測(cè)量與介質(zhì)的導(dǎo)電性無(wú)關(guān)；
2、罐內(nèi)障礙物及短管尺寸不影響測(cè)量；
3、比桿式探頭能承受的橫向壓力高；
4、對(duì)于高粘度的介質(zhì)，建議使用桿式探頭。
臥罐及立罐上的安裝：
1、管式探頭及桿式探頭zui長(zhǎng)可到6米對(duì)于測(cè)量距離超過(guò)6米的罐，可選用8mm纜式探頭；
2、安裝及固定方式同固體粉倉(cāng)測(cè)量；
3、對(duì)距罐壁的距離無(wú)限制，只要避免探頭接觸罐壁；
4、如果罐內(nèi)障礙物比較多或過(guò)于靠近探棒時(shí)，請(qǐng)選用管式探頭。
八、環(huán)境所造成影響的因素有：
1、障礙物的影響。
如果儀表發(fā)射的電磁波接觸到障礙物，那么就會(huì)得到一個(gè)干擾波形。如果無(wú)法選擇其他理想的安裝位置時(shí)，選擇波束角小的儀表或者采用導(dǎo)波管或旁通管的安裝形式是可以解決問(wèn)題的。
2、傳播介質(zhì)的影響
（1）溫度；
（2）壓力；
（3）傳播介質(zhì)的腐蝕性；
（4）傳播介質(zhì)中是否含有蒸汽或粉塵等；
（5）環(huán)境中揮發(fā)物質(zhì)的結(jié)晶問(wèn)題或粉塵的粘附問(wèn)題。
解決好上述問(wèn)題，那么我們就保證了，電磁波或超聲波到達(dá)被測(cè)料面時(shí)，沒(méi)有大的衰減。通過(guò)被測(cè)料面的反射，得到一個(gè)回波信號(hào)?；夭ㄐ盘?hào)的強(qiáng)弱和被測(cè)料面以下?tīng)顟B(tài)相關(guān)。
1、被測(cè)物質(zhì)的介電常數(shù)或硬度；
介電常數(shù)影響了電磁波反射的強(qiáng)弱。介電常數(shù)越大，反射回波則越強(qiáng)。而硬度則是對(duì)聲波的反射而言的。硬度越大，聲波的反射越強(qiáng)。
2、被測(cè)料面的堆角；
3、被測(cè)料面的穩(wěn)定性；
4、被測(cè)物的顆粒度和疏松度；
5、被測(cè)物的濕潤(rùn)度。
九、數(shù)據(jù)對(duì)照表：
表一：
產(chǎn)品型號(hào) | RD701 | RD702 | RD703 |
應(yīng)用范圍 | 適用復(fù)雜測(cè)量，液體和固體顆粒狀介質(zhì)，大粉塵環(huán)境。 | 適用于固體、液體介質(zhì)測(cè)量， 粉狀顆粒介質(zhì)。 | 固體粉塵、液體測(cè)量，可用于介電常數(shù)比較小的液體。 |
測(cè)量范圍 | 0~30米 | 0~6米 | 0~30米 |
連接方式 | 螺紋（G1-1/2″，1-1/2″NPT），法蘭（DN50/80/100/150） | ||
料倉(cāng)開(kāi)口 | 螺紋（Φ40），法蘭（DN50Φ60/ DN80Φ90/ DN100Φ110/ DN150Φ160mm） | ||
工作溫度 | -40~350℃ | ||
工作壓力 | -1.0~4.0MPa | ||
精 度 | 0.2%±1mm（頂部盲區(qū)500mm） | ||
采 樣 | 回波采樣 55次/秒 | ||
防爆等級(jí) | EXiaIICT6/ExdIICT6 | ||
防護(hù)等級(jí) | IP66 | ||
信號(hào)輸出 | 兩線(xiàn)4~20mA/HART或三線(xiàn)4~20mA | ||
表二：
產(chǎn)品型號(hào) | RD704 | RD705 | RD706 |
應(yīng)用范圍 | 適用復(fù)雜測(cè)量。可測(cè)高溫型液體介質(zhì)。 | 適用于腐蝕性液體介質(zhì)。 | 介電常數(shù)低或表面波動(dòng)液體。 |
測(cè)量范圍 | 0~6米 | 桿式6米/纜式20米 | 0~6米 |
連接方式 | 螺紋（G1-1/2″，1-1/2″NPT），法蘭（DN50/80/100/150） | ||
料倉(cāng)開(kāi)口 | 螺紋（Φ40），法蘭（DN50Φ60/ DN80Φ90/ DN100Φ110/ DN150Φ160mm） | ||
工作溫度 | -40~350℃ | ||
工作壓力 | -1.0~4.0MPa | ||
精 度 | 0.2%±1mm（頂部盲區(qū)500mm） | ||
采 樣 | 回波采樣 55次/秒 | ||
防爆等級(jí) | EXiaIICT6/ExdIICT6 | ||
防護(hù)等級(jí) | IP66 | ||
信號(hào)輸出 | 兩線(xiàn)4~20mA/HART或三線(xiàn)4~20mA | ||
十、選型一覽表:
產(chǎn)品選型一：
RD701/2/3 | A | 纜式探頭 | 探頭形式 | ||||||||
| B | 單杠式探頭 | |||||||||
C | 平行桿式探頭 | ||||||||||
| P | 標(biāo)準(zhǔn)型（非防爆） | 防爆 | ||||||||
I | 本安型（Exia II CT6） | ||||||||||
F | 隔爆型（Exd II CT6） | ||||||||||
| 1 | 螺紋G1-1/2″ | 連接方式 | ||||||||
2 | 螺紋1-1/2″NPT | ||||||||||
3 | 法蘭DN50 PN1.6（HG2094-97） | ||||||||||
4 | 法蘭DN50 PN1.6（HG2094-97） | ||||||||||
5 | 法蘭DN50 PN1.6（HG2094-97） | ||||||||||
6 | 法蘭DN50 PN1.6（HG2094-97） | ||||||||||
| 1 | 碳鋼 | 材質(zhì) | ||||||||
2 | 不銹鋼 | ||||||||||
| □ | （mm） | 探頭量程長(zhǎng)度 | ||||||||
| 0 | 常壓 | 工作壓力 | ||||||||
1 | 1.6 MPa | ||||||||||
2 | 2.5 MPa | ||||||||||
3 | 4.0 MPa | ||||||||||
| M | 普通-40~150℃ | 工作溫度 | ||||||||
H | 高溫-40~230℃ | ||||||||||
G | 超高溫-40~350℃ | ||||||||||
| Y | 帶 | 編程器 | ||||||||
N | 不帶 | ||||||||||
| 1 | 兩線(xiàn)制DC24V 4~20mA/HART | 接線(xiàn)方式 | ||||||||
2 | 三線(xiàn)制DC24V 4~20mA | ||||||||||
RD701/2/3 |
| 備注 | |||||||||
產(chǎn)品選型二：
RD704/5/6 | P | 標(biāo)準(zhǔn)型（非防爆） | 防爆 | |||||||
| I | 本安型（Exia II CT6） | ||||||||
F | 隔爆型（Exd II CT6） | |||||||||
| A | PP/-40~80℃ | 天線(xiàn)材料/工作溫度 | |||||||
B | PTFE/-40~230℃ | |||||||||
| 1 | DN50 P1.6 | 法蘭規(guī)格 | |||||||
2 | DN80 PN1.6 | |||||||||
3 | DN100 PN1.6 | |||||||||
4 | DN150 PN1.6 | |||||||||
| 1 | 碳鋼法蘭 | 法蘭形式 | |||||||
2 | 不銹鋼法蘭 | |||||||||
3 | PP翻邊法蘭 | |||||||||
4 | PTFE翻邊法蘭 | |||||||||
| 1 | 無(wú) | 容器接管長(zhǎng)度 | |||||||
2 | 50mm | |||||||||
3 | 100mm | |||||||||
4 | 150mm | |||||||||
5 | 200mm | |||||||||
6 | 按用戶(hù)要求 | |||||||||
|
| Y | 帶 | 編程器 | ||||||
N | 不帶 | |||||||||
| 1 | 兩線(xiàn)制DC24V 4~20mA/HART | 接線(xiàn)方式 | |||||||
2 | 三線(xiàn)制DC24V 4~20mA | |||||||||
RD704/5/6 |
| 備注 | ||||||||
